基于多种微生物的毒性检测MTOXPlate冻干板制备及优化

[目的]制备基于多种微生物的生物毒性检测MTOXPlate冻干板,从而简化操作程序,使其能更灵敏、方便、快速地进行生物毒性测试.[方法]采用真空冷冻干燥法将指示微生物固定在微孔板中.以存活率为指标,利用荧光分光光度法确定冻干保护剂的组成.通过分析毒性响应灵敏度对检测条件进行优化.[结果]MTOXPlate的冻干保护剂组成为8％海藻糖、2％葡萄糖、2％甘露醇、1％谷氨酸钠.在此组成下,11株菌株的平均存活率最高,可达89.41％.复活介质与测试样品同时加入,在缩短了测试时间的同时也提高了检测灵敏度.该冻干板具有良好的灵敏度和重现性,能较好地满足污染物生物毒性测试的需要.[结论]MTOXPlate冻干板可作为一种新型的生物毒性测试技术,在生态毒理检测领域推广应用.     

青海柴达木极端干旱沙地分离芽孢杆菌的分子鉴定及拮抗活性分析

【目的】研究高原极地环境微生物资源。【方法】采用rep-PCR指纹图谱分析、gyrB基因及16S rDNA基因序列分析等多项分子鉴定技术对分离自青海柴达木极端干旱沙地的8株芽孢杆菌菌株进行分类鉴定;通过平板对峙及接种离体叶片试验检测分离菌株的拮抗活性及对病原菌侵染的防效;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的活性成分。【结果】8株分离菌株鉴定为Bacillus amyloliquefaciens(6株)、Bacillus axarquiensis(1株)和Bacillus atrophaeus(1株);各菌株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)均具有显著的拮抗活性;接种离体叶片试验表明菌株对油菜菌核病菌的侵染具有较好防效;MALDI-TOF-MS质谱分析结果显示菌株DGL1(B.amyloliquefaciens)产生脂肽化合物Fengycin,菌株DGL6(B.axarquiensis)产生脂肽化合物Surfactin、BacillomycinsD和Fengycin,菌株DCD1(B.atrophaeus)产生脂肽化合物Surfactin、Fengycin。【结论】为高原干旱沙地极端环境微生物资源研究及生防菌资源开发和应用提供了研究材料。     

一株蟾毒灵转化菌株的筛选鉴定与转化条件优化

【背景】微生物转化是对天然产物进行结构修饰的重要手段,具有催化反应快、选择性强、反应条件易控制和污染小等特点。许多微生物能够对蟾毒配基类化合物进行生物转化,在不同位置进行结构修饰,并且产生毒性减弱的活性衍生物。【目的】筛选蟾毒灵生物转化菌株,以期发现活性更好、毒性降低的化合物。【方法】利用蟾毒灵为底物筛选其生物转化菌株,通过HPLC (High performance liquid chromatography)/LC-MS (Liquid chromatograph-mass spectrometer)鉴定转化产物;对可生物转化蟾毒灵的菌株进行菌落形态观察和分子生物学鉴定,并优化发酵条件提高转化率,同时测试该菌株对其他甾体化合物的转化作用。【结果】筛选获得一株蟾毒灵转化菌,经形态学与ITS (Internal transcribed spacer)分析鉴定为Naganishia属菌,转化产物为3-去氢蟾毒灵。该菌株生物转化的培养基最适底物浓度为8 mg/L,最适初始pH值为6.5,最佳接种量为3%,最佳转化时间为96 h,最终转化率为48.3%。该菌株可将雌酮E1转化为雌二醇E2,也可将雌二醇E2逆向转化为E1。【结论】首次发现Naganishia属菌株对甾体类化合物具有转化活性,其产生的弱细胞毒性的转化产物3-去氢蟾毒灵有望成为高效、安全的强心药物。微生物转化法选择性高、反应条件温和、操作简单,为大量制备活性化合物3-去氢蟾毒灵提供了一条简便易行的道路,也为更多甾体化合物结构修饰提供了可能。     

荧光素酶及其应用

介绍了细菌荧光素酶基因(lux)和萤火虫荧光素酶基因(luc)的结构特点和二者的差异,概述了该酶作为报告基因在基础研究和实践(污染物监测、急性毒性和遗传毒性监测、微生物监测等)中的应用,肯定了该酶作为报告基因的广阔应用前景。     

降解强致癌性有机污染物的微生物

多氯联苯(PCB)是强致癌有机污染物之一,是潜在的致癌因子,这类化合物有209种之多,其中某些化合物具有类似二噁英(dioxin)的毒性如六氯联苯等。有些微生物对PCB有降解作用,如G^ 细菌(指革氏阳性菌)中有园红球菌(Rhodococcus globerulus)也称球状红球菌,还有红串红球菌(Rh．erythropolis)、芽孢杆菌(Bacillus sp．)野生株以及该两属其他未定名菌株均表现对PCB等的降解活力,     

一株北里孢菌株的分离鉴定及其对松材线虫的致病性

【目的】筛选、鉴定出对松材线虫杀灭活性较高的放线菌菌株,并确定生防菌株的毒力因子。【方法】采用平板活性测试及代谢杀虫活性检测方法进行筛选,采用形态学及16S rDNA序列分析等进行鉴定。对发酵液中的活性物质稳定性分析后,利用醇沉、萃取、层析、气相色谱/质谱分析等方法分离纯化出杀虫毒力因子。【结果】从河南南阳宝天曼的腐木及枯枝落叶样品中共分离获得了79株放线菌,从中筛选出对松材线虫有灭活作用的放线菌6株,其中分离株C620菌株对松材线虫的灭活性最高:该菌株的发酵液处理松材线虫48、60 h后线虫的死亡率分别达到60.0%、81.5%。结合该菌株的形态学、生理学特征及16S rDNA序列分析等结果将其归为北里孢菌属中的一个种,菌株编号Kitasatospora sp.strain C620。该菌株的发酵液中杀线虫活性物质的热稳定性、光稳定性及耐储藏性均较强,在中性偏碱性环境较稳定;经pH纸电泳层析初步确定该物质属于碱性水溶性物质。对菌株C620发酵液分离纯化,得到活性化合物为1-苯基-3-(2-吡啶)-5-吡唑啉酮。【结论】获得一株松材线虫高效生防菌Kitasatospora sp.strain C620,其活性物质为1-苯基-3-(2-吡啶)-5-吡唑啉酮。     

药用植物内生放线菌的生物活性及菌株D62的代谢产物分析

利用琼脂移块法及WST-8法分别对分离自西双版纳药用植物的165株内生放线菌进行了抗菌、抗肿瘤活性测定。结果显示,超过42%的菌株对病原菌表现出拮抗活性,且对病原真菌的总体拮抗活性明显强于土壤放线菌;78%的菌株表现出抗肿瘤活性,且大部分菌株(54.5%)具有强抗肿瘤活性。选取其中对真菌及肿瘤细胞均有高抑制活性的菌株D62,并对其次生代谢产物进行了进一步的研究,共分离得6个化合物,分别是Antimycin A4a(1),Antimycin A7a(2)、Antimycin A2a(3)、Antimycin A1a(4)、10-hydroxy-10-methyl-dodec-2-en-1,4-olide(5)及6-(2-(4-aminophenyl)-2-oxoethyl)-3,5-dimethyl-tetrahydropyran-2-one(6),其中化合物6为新化合物。以上结果表明药用植物内生放线菌作为一类新的微生物资源具有很好的开发潜力。     

北极苔原土壤中可培养细菌的分离及其抗菌活性测定

【目的】北极地区具有高纬度、低温、高辐射等独特的环境条件。北冰洋及周围大面积的陆地区域鲜有人类踪迹,其中微生物数量不可低估。本研究旨在了解北极土壤中的可培养微生物的多样性及其抗菌活性。【方法】对来源于北极黄河站附近的7份不同植物根下苔原土壤进行直接涂布和富集培养后涂布。【结果】共获得细菌菌株721株,对其中608株进行细菌16S rRNA基因序列测定,归属于86个属,229个种,主要分布于变形菌门(Proteobacteria,54.3%)、放线菌门(Actinobacteria,21.2%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,12.8%)、厚壁菌门(Firmicutes,10.0%)和奇异球菌门(Deinococcus-Thermus,1.6%)。其中从16S rRNA基因序列同源性推测有22株细菌菌株为潜在新种/属。从分离菌株中筛选出16株可抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)或鲍氏不动杆菌(Acinetobacterbaumannii)生长的拮抗菌。【结论】获得了北极土壤地区特有的微生物菌株资源,为进一步筛选拮抗菌的活性物质提供了菌株基础。     

粘质沙雷氏菌S823次生代谢产物及其抗肿瘤活性研究

为从土壤中筛选得到能转化甾体化合物和产生具有抑制肿瘤生长的活性化合物菌株,并分离鉴定出活性化合物。利用胆固醇作唯一碳源筛选,通过形态观察、生理生化测试,以及16S rRNA基因序列同源性分析来确定筛选菌株。以Neuro-2a细胞(小鼠神经瘤细胞)作为供试细胞,通过活性跟踪,用柱层析法分离活性成分,经波谱方法鉴定产生的活性物质等方法。结果表明从土壤中筛选得到一株菌株具有抑制肿瘤生长的活性;此菌株与粘质沙雷氏菌属(Gen Bank No.序列号为KR817904. 1)相似性为99%,命名为粘质沙雷氏菌S823;活性化合物为灵菌红素,其对细胞周期分裂蛋白25B (CDC25B)的抑制率是67. 7±2. 9%,对含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2(SHP2)抑制率为56. 7±0. 4%,对Neuro-2a细胞有抑制作用,其IC50是0. 05μM。灵菌红素是具有抗肿瘤活性的化合物。     

新疆木碱蓬(Suaeda dendroides)根际耐盐促生细菌的筛选及鉴定

【背景】新疆是全国最大的盐渍化土壤分布区,土壤盐渍化严重影响作物生长,耐盐促生菌可以有效改善土壤肥力,提高作物抗逆性,促进植物生长,提高土壤利用率。【目的】分离筛选获得木碱蓬(Suaeda dendroides)根际土壤中耐盐促生菌菌株,对优良促生作用的菌株进行分子鉴定,挖掘微生物资源,为微生物菌剂的研制奠定基础。【方法】采用传统的分离方法筛选获得木碱蓬根际耐盐微生物,采用"三级筛选体系"筛选获得耐盐促生菌菌株,用CTAB法提取菌株DNA,对菌株16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定耐盐促生菌菌株的分类地位。【结果】从木碱蓬根际共分离获得耐盐微生物58株,8株具有固氮活性,解磷活性菌株12株,具有解钾活性菌株15株,产IAA活性的菌株3株,具有较强产氨活性的菌株2株。经过促生平板筛选,菌株GTZW50-5和MH-F促进了拟南芥生长,表现出较好的促生效果,通过小麦盆栽试验,菌株GTZW50-5对小麦的根长以及株高具有显著的促生作用,在一定程度上提高了植物体内的叶绿素含量。MH-F菌株对小麦的根系具有较显著的促生作用,且对小麦的叶绿素及脯氨酸含量在不同盐浓度下都有所提高。经过系统发育分析,GTZW50-5与Bacillus vallismortis (AY603658)序列相似度达到99.43%,鉴定属于Bacillus vallismortis,MH-F与Enterobacterludwigii(JTLO01000001)序列相似度为98.34%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株GTZW50-5与MH-F均具有较好的促生效果,这为耐盐微生物资源的开发和利用提供了理论依据。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选及其絮凝特性初步研究

目的:从海口市白沙门污水处理厂活性淤泥中分离微生物絮凝剂产生菌,并对其絮凝特性进行初步研究。方法:稀释平板法进行菌株分离,高岭土悬浊法进行菌株的筛选以及菌株产絮凝剂特性、絮凝剂活性成分和热稳定性的研究;通过形态学和生理生化试验进行菌株的初步鉴定。结果:筛选到2株具有高絮凝活性的产生菌XN-6和XN-8,分别属于乳杆菌属(Lactobacillus sp.)和不动杆菌属(Acinetobater sp.)。菌株XN-6和XN-8发酵液絮凝率最高时,菌株XN-6的最佳pH值、最适温度和最佳转速分别为7、30℃、120r/min;XN-8的最佳pH值、最适温度和最佳转速分别为8、32℃、120r/min;菌株产絮凝剂活性成分热稳定性较差。菌株XN-6和XN-8单独处理污水的絮凝率分别为81.01%和76.78%,联合处理污水的絮凝率为79.08%,基本上不存在协同作用。结论:菌株XN-6和XN-8可作为原始菌株用于开发微生物絮凝剂,有望能应用于污水的处理。     

海带藻际微生物抗菌活性及其多样性的初步研究

从浙江台州海域健康海带、病烂海带(Laminaria japonica)及其周围海水中分离纯化海带藻际微生物, 利用双层琼脂扩散法对获得的菌株进行抗菌活性筛选, 比较活性菌株与来源的相关性, 并对具有抗菌活性的菌株进行16S rRNA系统发生学分析。结果显示, 在分离的143株海带藻际微生物中, 有42株细菌具有抗菌活性, 其中来源于健康海带和海水的活性菌株比例(35%和29%)大于来源于病烂海带的细菌(23%)。对其中16株具有广谱抗菌活性的菌株进行的16S rRNA系统发生学分析显示, 分别属于Pseudoalteromonas、Rahnella、Donghaeana、Bacillus和Exiguobacterium 5个属。为从藻际微环境的微生物多样性入手了解海带病烂机制以及寻找新的抗菌药物提供研究材料。       

元江印楝植物内生真菌及其抗菌活性筛选的研究

通过抗菌活性初步筛选,从采自云南元江县的印楝(Azadirachta indica A.Juss)植物茎和果实中已分离到的372株内生真菌中筛选出80株作为复筛菌株,经显微形态特征观察鉴定为5目、6科、29个属。选择16种病原微生物作为指示菌检测复筛菌株发酵产物的抗菌活性,结果表明,其中29株内生真菌对细菌、植物病原真菌和皮肤致病真菌中的一种或多种病原微生物有抑制生长作用,活性菌株比例占复筛菌株的36.25%,并显示种群多样性,其中7株内生真菌显示较强的广谱抗菌作用,活性较好的菌株主要分布在曲霉属和交链孢属。     

耐盐芽孢杆菌LAY的分类鉴定及其抗白色念珠菌活性研究

旨在从运城盐湖黑泥样品中分离获得一株耐盐细菌LAY,对其进行分类鉴定及抗菌特性研究。基于16S r RNA基因序列对菌株进行分类鉴定。以白色念珠菌为指示菌,采用杯碟法对菌株LAY发酵上清液进行抗菌活性检测,研究不同因素对其抗菌活性的影响;采用扫描电镜和透射电镜观察其抗菌效果,并对菌株基因组进行功能基因的PCR筛查。系统发育分析表明,菌株LAY为Bacillus属成员,为耐盐细菌。电镜观察发现,菌株LAY发酵上清液可导致白色念珠菌细胞结构出现明显异常。抗菌稳定性研究表明,菌株LAY发酵上清液活性较为稳定,表现出良好的对温度、p H、Na Cl和紫外光的耐受性。功能基因筛查发现菌株LAY基因组中含有聚酮合酶(PKS)基因,表明该菌具有产聚酮类化合物的潜力。结果表明,盐湖环境中的极端微生物资源可作为抗菌活性物质的潜在新来源。     

盐渍海带盐中可培养嗜盐古菌多样性、胞外酶活及拮抗作用探究

盐渍海带盐是一种高盐环境,其中可能生存有嗜盐微生物,如嗜盐古菌。嗜盐古菌是一类生活于高盐环境的极端环境微生物。为了探究盐渍海带盐中嗜盐微生物的物种多样性,筛查分离了菌株的几种常见胞外功能酶活性和拮抗活性。采用纯培养技术,从盐渍海带盐样品中分离培养嗜盐微生物,并对其16S rRNA基因进行扩增和测序;基于16S rRNA基因序列的相似度分析,确定分离菌株在属级水平的分类地位;依据种属信息,挑选代表菌株,进行胞外常见功能酶活性和拮抗作用测定。从盐渍海带盐样品中分离到来自Haloarcula(盐盒菌属)、Halorubrum(盐红菌属)、Halarchaeum、Halobacterium(盐杆菌属)、Halococcus(盐球菌属)、Halolamina(盐薄片形菌属)和Haloplanus(盐扁平菌属)等7个属的131株嗜盐古菌;检测到产胞外蛋白酶菌株1株,产酯酶菌2株,产明胶酶菌7株,产氧化酶菌1株和产触菌酶5株;此外,筛选到6株具有拮抗活性的菌株,其中来自盐红菌属菌株Halorubrum sp. ZSA68较其他菌株生长快,产抑菌活性物质快,并显示出较强的抑菌活性和较广的抑菌谱,初步推...     

黄河三角洲耐盐真菌Penicillium chrysogenum HK14-01的次生代谢产物

【目的】从黄河三角洲耐盐微生物的代谢产物中寻找具有抗菌和抗肿瘤活性的化合物。【方法】应用化学与生物活性相集成的筛选方法,从耐盐微生物中筛选获得代谢产物丰富并具有生物活性的目标菌株;通过高盐胁迫目标菌株,利用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱和高效液相色谱等方法对发酵产物进行分离、纯化,运用波谱解析、钼靶X-射线单晶衍射分析、圆二色散谱(CD)和密度泛函数(DFT)-ECD的计算鉴定化合物的结构。【结果】从采自黄河三角洲的泥土样品中得到一株耐盐真菌HK14-01,鉴定为产黄青霉Penicilliumchrysogenum;从其发酵产物中分离鉴定了8个化合物:(2S,3R)-oxaline(1,主产物)、(3R,4R)-3,4,8-trihydroxy-3,4-dihydronaphthalen-1(2H)-one(2)、(Z)-N-(4-hydroxystyryl)formamide(3)、(E)-N-(4-hydroxystyryl)formamide(4)、emodin(5)、4-(2-hydroxyethyl)benzene-1,2-diol(6)、methyl 2-(4-hydroxyphenyl)acetate(7)和2-(4-hydroxy phenyl)acetonitrile(8);化合物1、3和4对大肠杆菌以及化合物1和5对金黄色葡萄球菌表现出抑菌活性,化合物5对P388细胞表现出微弱的细胞增殖抑制活性。【结论】首次确定了化合物2的绝对构型、首次报道了化合物1和2的CD数据;从黄河三角洲的耐盐微生物的次生代谢产物中可以得到活性化合物,这一区域的耐盐微生物资源值得深入研究。     

从海蜇中筛选抗真菌活性的海洋细菌菌株

从中国北部湾海域采集的海蜇样品中分离到577株海洋细菌,以条件致病真菌白色念珠菌(Candida albicans)作为敏感测试菌株,采用琼脂块法测定了577株海洋细菌的抗真菌活性,结果表明有119株具有抗白色念珠菌活性,占总数的20.6%。对其中的40株高活性菌株进行抗真菌和抗细菌活性研究,结果表明,有21株海洋细菌对3种或3种以上的真菌有抑制活性,23株对细菌有不同程度的抑制作用,其中1株海洋细菌I0s4-18具有广谱的抗菌作用,对革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌、酵母菌及丝状真菌均具有抑制作用。海蜇共附生的微生物中能产生抗真菌活性的微生物的比例是很高的,I0s4-18菌株具有良好的开发前景。     

青海盐碱环境中具抗肿瘤活性放线菌的筛选和多样性研究

从我国青海省采集盐碱土样或泥样,用添加1.0~3.0mol/L NaCl的GPY琼脂培养基和ISP2琼脂培养基分离到145株典型放线菌菌株。采用6种肿瘤细胞株对分离菌株的发酵产物进行体外筛选,得到26株抗肿瘤活性阳性菌株(17.9%),19株为拟诺卡氏属(Nocardiopsis)菌株,7株为链霉菌属(Streptomyces)菌株。在抗肿瘤活性、形态特征、生理生化特性和全细胞水解物氨基酸组分分析等实验结果的基础上,选取差异较大的8株抗肿瘤活性阳性菌株进行16S rRNA基因序列测定和系统发育多样性分析。结果表明,2株属于链霉菌属(Streptomyces)的1个已知物种和1个潜在新种;6株属于拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis),可能代表该属的4个新种。研究表明青海盐碱环境中存在产生抗肿瘤活性物质的重要放线菌资源,也提示其中蕴藏着较丰富的微生物多样性。     

可可西里低温适生拮抗芽孢杆菌的筛选鉴定及脂肽化合物分析

极端环境特殊微生物资源研究和开发具有广阔的应用前景和研究意义.对分离筛选自青海可可西里境内植被根围的8株在4和10℃条件下生长良好的低温适生芽孢杆菌进行鉴定分析.结果表明:通过生理生化特征分析、rep-PCR指纹图谱分析、16S rDNA及gyrB基因序列分析鉴定,8株供试菌株分别为莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)3株,解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)1株和简单芽孢杆菌(B.simplex)4株.采用平板对峙试验从中筛选到4株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)及水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonasoryzae pv.oryzae)均具有显著拮抗活性的生防菌株;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的拮抗活性物质,结果显示菌株KKD1(B.mojavensis)产生脂肽类化合物泛革素和表面活性素,菌株KKD2(B.amyloliquefaciens)产生脂肽类化合物伊枯草菌素A、泛革素和表面活性素,推断生防菌株的拮抗活性可能与脂肽化合物的合成及分泌有关.该研究为低温适生性芽孢杆菌生物肥料和生物农药的研发提供了菌株资源.     

可可西里低温适生拮抗芽孢杆菌的筛选鉴定及脂肽化合物分析

极端环境特殊微生物资源研究和开发具有广阔的应用前景和研究意义.对分离筛选自青海可可西里境内植被根围的8株在4和10 ℃条件下生长良好的低温适生芽孢杆菌进行鉴定分析.结果表明: 通过生理生化特征分析、rep-PCR指纹图谱分析、16S rDNA及gyrB基因序列分析鉴定,8株供试菌株分别为莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)3株,解淀粉芽孢杆菌(B. amyloliquefaciens)1株和简单芽孢杆菌(B. simplex)4株.采用平板对峙试验从中筛选到4株对油菜菌核病原真菌(Sclerotinia sclerotiorum)及水稻白叶枯病原细菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)均具有显著拮抗活性的生防菌株;采用MALDI-TOF-MS质谱分析生防菌株的拮抗活性物质,结果显示菌株KKD-1 (B. mojavensis)产生脂肽类化合物泛革素和表面活性素,菌株KKD-2(B. amyloliquefaciens)产生脂肽类化合物伊枯草菌素A、泛革素和表面活性素,推断生防菌株的拮抗活性可能与脂肽化合物的合成及分泌有关.该研究为低温适生性芽孢杆菌生物肥料和生物农药的研发提供了菌株资源.